Le T3SS est une machinerie particuli`erement complexe, constitu´ee de plus de 25 prot´eines diff´erentes. Certaines forment l’injectisome de s´ecr´etion qui est com- pos´e d’une base ancr´ee dans la double membrane bact´erienne et de l’aiguille de s´ecr´etion. Le pore de translocation ancr´e dans la membrane de la cellule-cible per- met l’injection des toxines dans celle-ci. D’autres sont des prot´eines r´egulatrices, d’autres enfin des prot´eines chaperonnes qui prennent en charge les pr´ec´edentes dans le cytoplasme bact´erien. Au del`a d’importantes caract´eristiques partag´ees par les T3SS des diff´erentes bact´eries qui en sont dot´ees, une certaine variabilit´e apparaˆıt entre ces derni`eres.
De nombreuses connaissances relatives `a ce syst`eme ont ´et´e acquises ces derni`eres ann´ees d’un point de vue structural et fonctionnel, grˆace notamment `a la re- construction par cryo-microscopie ´electronique de la base de l’injectisome, `a la
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Etat de l’art Syst`eme de s´ecr´etion de type III : 4.5
Fig. 4.15 – Structures cristallographiques de mol´ecules destin´ees `a po- lym´eriser (en rouge) maintenue sous forme monom´erique par leur chape- ronne (en vert). (a) Complexe FliC464−518:FliS chez le flagelle (code PDB 1ORY).(b) Complexe EspA:CesA chez le T3SS de E. coli (code PDB 1XOU). Dans les 2 cas, la mol´ecule destin´ee `a polym´eriser (FliC ou EspA) s’enroule autour de sa chaperonne. La partie C-terminale de FliC qui interagit avec sa chaperonne FliS correspond au domaine CD0 de la flagelline (figure 6.3, p. 96).
r´esolution de la premi`ere structure d’une ATPase du syst`eme de s´ecr´etion de type III ainsi qu’`a la r´esolution de structures de prot´eines qui forment l’aiguille de s´ecr´etion chez diff´erentes bact´eries accompagn´ees d’une description de l’assemblage de l’aiguille propos´e par les laboratoires de Lea et Blocker chez S. flexneri. Ce- pendant, les m´ecanismes de prise en charge du monom`ere de l’aiguille de s´ecr´etion avant qu’il polym´erise restent obscurs, et leur ´etude fait l’objet de ce travail de th`ese.
Chapitre 5
Connaissances sur le pilus de type
IV (T4P)
Le syst`eme de s´ecr´etion de type IV poss`ede une base ancr´ee dans la double membrane bact´erienne et un pilus qui pointe vers le milieu extra-cellulaire. C’est une caract´eristique qu’il partage avec le T3SS et, pour cette raison, la description structurale du pilus de type IV est pertinente ici.
5.1
Description g´en´erale et fonctionnalit´e
Le pilus de type IV est pr´esent chez toutes les bact´eries `a Gram n´egatif et est impliqu´e dans des m´ecanismes aussi vari´es que l’adh´erence [Bie1998], la mobilit´e bact´erienne [Kai2000], la formation de biofilms [O’T1998] ou encore la transfor- mation d’ADN [Bis1977]. Ainsi, la virulence de la bact´erie, qui est amplifi´ee par ces facteurs, d´epend largement du bon assemblage des pili de type IV [Fou2002]. De plus, par leur localisation extra-cellulaire, les pili de type IV sont une cible pri- vil´egi´ee pour le syst`eme immunitaire de l’organisme infect´e et pourraient constituer une cible int´eressante pour la synth`ese de nouveaux m´edicaments [Cra2004].
Le pilus de type IV est structuralement bien d´ecrit dans la litt´erature puisque la structure tridimensionnelle de la piline a ´et´e r´esolue en 1995 [Par1995] et qu’un mod`ele pour l’assemblage/desassemblage de la fibre est propos´e [Cra2006]. L’as- semblage a ´egalement ´et´e d´ecrit par diffraction de fibres [Fol1981] et microscopie ´
Fig. 5.1 – Visualisation des pili de type IV `a la surface de N. gonorrhoeae par microscopie ´electronique `a coloration n´egative. Ils mesurent plusieurs µm de long. En vignettes, grossissements des pili (d’apr`es Craig et al.,2006 [Cra2006]).
Le pilus de type IV apparaˆıt sous la forme de filaments tr`es longs (>1µm), tr`es fins (diam`etre externe 50-80˚A) et tr`es solides (>100pN1 [Mai2002]). Afin de former
le pilus, plusieurs milliers de copies de la prot´eine piline polym´erisent [Rud1995] dans le cytoplasme apr`es que la s´equence prot´eique pr´e-piline `a l’extr´emit´e N- terminale qui empˆeche leur polym´erisation pr´ematur´ee ait ´et´e coup´ee par une peptidase [Fil2004] . Elles sont ensuite export´ees vers le milieu extra-cellulaire `a travers un pore form´e dans la membrane externe par la prot´eine PilQ [Col2005].
La piline de type IV partage des similarit´es de s´equence avec les prot´eines Pul qui polym´erisent afin de former le pseudo-pilus de type II [Pea2003]. En effet, dans ces prot´eines, les 30 r´esidus situ´es `a l’extr´emit´e N-terminale sont conserv´es [Fil2004]. De plus, au del`a de ces similarit´es de s´equence, le repliement g´en´eral de la pseudopiline de type II PulG [K¨oh2004] est semblable `a celui d´ecrit pour la piline de type IV [Par1995].
Il existe 2 sortes de pili ; les pili de type IVa et les pili de type IVb [Cra2004]. 1. Les pili de type IVa sont pr´esents chez des bact´eries qui infectent les mam-
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Etat de l’art type IV : 5.2 mif`eres et les plantes. P. aeruginosa, en particulier, poss`ede des pili de type IVa constitu´es de la piline PAK.
2. Les pili de type IVb sont pr´esents chez des bact´eries qui infectent l’intestin humain.